食品发酵工艺学原理.doc

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1、发酵工艺学原理开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：218/218强化工艺学的差不多理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理218/218第一章绪论§1-1发酵工艺学的差不多概念一、发酵工业的差不多概念微生物学中的发酵的定义：微生物发酵工业的概念：1.发酵工业生产的差不多模式讲述生物工业的差不多生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区不与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。厌氧发酵调味品（酱油、醋）。218/218酵母工业——自然发酵。氨基酸发酵——典型的

2、代谢操纵发酵。抗菌素发酵——次级代谢操纵发酵。酶制剂工业——具有重要的意义，是工业进展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。218/218石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解一、微生物发酵的差不多特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、专门的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：218

3、/218（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。2.微生物发酵过程是一个典型的代谢操纵发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢操纵发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积存、

4、分泌我们所需要的产品的过程。以GA发酵为例，建树微生物代谢操纵发酵的意义。3.微生物发酵工业又是一个有不于化工过程的一个工业有以下几个特征：218/218（1）反应条件和气通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。（3）非连续性生产微生物的生理特性决定了发酵过程的非连续性大部分的工业发酵是以间歇操作为基础进行的，目前能够实现连续

5、化生产的是：啤酒的连续化生产……§1-2微生物工业发酵的历史及进展方向一、微生物工业发酵的历史218/218微生物发酵有着悠久的历史，几千年前的酿造实质上确实是一个典型的微生物发酵过程，尽管……近几十年的来微生物发酵不但在应用领域上更加广泛，更重要的是建立了许多新的微生物发酵理论体系，诸如：代谢操纵发酵、基因工程菌发酵等……微生物发酵的进展能够分为以下几个时期：1.自然发酵时期传统的酿造业，目前在国民经济和人民生活中仍然占有重要的地位。2.纯培养时期这一时期是微生物发酵工业从自然发酵进展到今天的代谢操纵发酵的转折点，由于微

6、生物纯培养技术的建立和进展，大大推动了发酵过程的操纵，提高了发酵生产效率，更重要的是推动了微生物学科的进展，使人们从简单的发酵现象中发觉了微生物的存在，进而对微生物有了进一步的认识和了解；在此基础上进展起来的菌种的分离、无菌技术、纯培养技术、菌种诱变等为后来的微生物进展奠(dian)定了基础。3.通气搅拌发酵时期218/2181929年，弗莱明发觉了青霉素，并证明了其在医学上的作用，然而青霉素的工业化生产却限制了他的广泛应用，特不是20世纪的三、四十年代广泛流行的肺结核，以及第二次世界大战期间大量的伤病员，推动了青霉素工业

7、化生产的科学研究与开发。当时，1000个300ml的三角瓶连续摇动7天，方能生产出80万单位的青霉素1只，可见……。后来美国的化学工程师参与了青霉素的工业化生产的研究，发明了一个2吨的通气搅拌发酵罐，……4.代谢操纵发酵时期代谢操纵发酵的概念的提出最早源于日本人在GA发酵上取得的成功。1956年日本人“木下”，利用……成功地进行了GA的发酵法生产，从此以后，“木下”　等人致力于相关的发酵的理论研究，并正式提出了“代谢操纵发酵”的概念。利用代谢操纵发酵的差不多理论，目前已成功地进行了大多数的氨基酸的发酵法生产，同时也完成了诸

8、如：肌苷酸（AMP）、干扰素等新型药物的开发生产。代谢操纵发酵理论的建了和应用为微生物工业发酵的理论和实践作出了218/218重大贡献，也是以后微生物发酵工业研究和进展的方向（为何如此讲？）大多数的工业产品并不是微生物代谢的末端产物，而是微生物代谢的中间性物质，要合成、积存这些物质，必须解除他们的代谢调